电子熔断器制造技术

本发明专利技术涉及电子熔断器。根据示例，提出了一种设备，所述设备包括开关元件、提供信号的集成传感器和电子熔断器，所述电子熔断器被布置为基于该信号以及基于至少一个熔断特性来确定熔断条件，以及被布置为在满足熔断条件的情况下触发熔断事件。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术的实施例涉及电子熔断器，其提供各种熔断功能。
技术实现思路
第一实施例涉及一种设备，其包括：－开关元件，－集成传感器，其提供信号，－电子熔断器，其被布置为　　－基于信号以及基于至少一个熔断特性来确定熔断条件，　　－在满足熔断条件的情况下触发熔断事件。第二实施例涉及一种用于控制开关元件的方法，其包括：－基于由开关元件的集成传感器提供的信号以及基于至少一个熔断特性来确定熔断条件，－在满足熔断条件的情况下触发熔断事件。第三实施例涉及一种设备，其包括：－用于基于由开关元件的集成传感器提供的信号以及基于至少一个熔断特性来确定熔断条件的装置，－用于在满足熔断条件的情况下触发熔断事件的装置。第四实施例针对一种可直接加载到数字处理设备的存储器中的计算机程序产品，其包括用于实行本文描述的方法的步骤的软件代码部分。附图说明参考附图示出和图示了实施例。附图用于说明基本原理，以便仅图示对于理解基本原理所必要的方面。附图并不是按比例的。在附图中，相同的参考字符表示同样的特征。图1示出了具有控制开关元件（例如PROFET）的电子熔断器的示范性框图；图2示出了具有包括硬件实体和软件实体的电子熔断器的另一个示范性框图；图3示出了具有部分集成在开关元件中的电子熔断器的进一步的示范性框图；图4示出了硬件实体的示范性框图；图5示出了硬件实体的电路；图6示出了热模型在其可以被软件实体使用时的示意图；r>图7示出了可以由软件实体提供的方法的步骤。图8示出了开关元件、软件实体和硬件实体的示范性熔断特性；图9示出了包括导致线缆或熔断器的温度变化的电流的曲线的示图；另外，阈值指示了最大可容许温度。具体实施方式本文提供了特别是涉及模块化熔断器概念的示例，该模块化熔断器概念可以例如作为附加物（add-on）来供应给现有部件或系统。电负载可以经由半导体开关依据规范ISO26262(ASIL-B,汽车安全完整性等级)来被安全保护。半导体开关可以是高边开关。这样的高边开关被直接或间接地连接在电源电压和负载之间（与直接或间接地连接在负载和接地之间的低边开关形成对比）。功能性安全可以经由至少一个自给自足的（autarkic）实体（尤其是至少两个自给自足的实体）来提供，以便减小熔断器的失效概率。该自给自足的实体可以是硬件实体或软件实体。尤其有一种选择是提供至少一个硬件实体和至少一个软件实体。至少两个这样的实体可以彼此监控。在这个情境中，熔断器可以是任何的一个或多个安全保护单元，其可以尤其避免负载被损害或毁坏。对负载的保护可以经由通常已知的不可逆的机械熔断器（在此也称为“常规熔断器”以与电子熔断器形成对比）来实现。烧断此熔断器要求熔断器的更换。这将导致负载的运行中断（outage），其在各种安全场景（例如，当车辆处于运转中时的安全气囊控制）下可能是不可接受的。根据示范性解决方案，提供了包括功能安全性的电子熔断器。这样的电子熔断器可以满足预定义的ASIL要求。例如，电路（硬件）和/或软件可以是电子熔断器的部分以及实体（硬件和/软件）中的每个可以复制常规熔断器的功能。电子熔断器尤其可以具有如下优点中的至少一个：－电子熔断器可以被接通和关断，与常规熔断器相比，这样的切换可以以更精确的方式来定义；－由于电子熔断器可以以更明确的方式来控制，电线横截面可以被减小，这也将导致重量和成本方面的降低（例如考虑到汽车布线线束）；－失效的可能性可以通过引入冗余来减小；－电子熔断器可以（至少部分地）被集成在半导体开关中；－电子熔断器可以以受控方式来被复位和/或切换（接通或关断）；－电子熔断器可以具有自测试能力，该自测试能力将导致电子熔断器的功能安全性的进一步增加；－电子熔断器可以由监督实例（例如电子控制单元）来控制，该监督实例设置或改变操作模式；例如，电子熔断器可以被该监督实例控制以使得在崩溃（crash）的情况下电子熔断器不被复位。电子熔断器尤其可以包括至少两个实体，例如硬件和软件。电子熔断器可以利用高边开关的依赖电流的输出信号（例如电流或任意衍生的信号）以及它可以定义至少一个熔断条件，例如基于熔断特性的关断条件。熔断特性可以被建模、模拟或仿真（重现）。在其他示例中，多个熔断特性或条件可以用来触发熔断条件。高边开关的依赖电流的输出信号可以用作针对控制单元（例如微控制器或处理器）的输入信号，以用于在控制单元上运行的软件来建模熔断器的功能。图1示出了逻辑101（包括例如控制或处理设备），其驱动半导体开关102，例如，如PROFET那样的功率半导体开关。半导体开关102经由电线106连接到负载105。半导体开关102将依赖负载的信号103（例如电流）供应到电子熔断器104。电子熔断器104向逻辑101指示熔断条件（例如关断条件）是否被满足（参见信号107）。逻辑101然后可以关断半导体开关102。电子熔断器104可以将它的信号107提供给逻辑101，该逻辑101然后可以根据熔断条件控制半导体开关102。因此，按照信号107，逻辑101可以关断电子开关（在预定义的时间量内，例如直到进行复位）。作为替代方式，可以将信号107馈送给半导体开关102来阻止开关被接通。电子熔断器104可以包括至少一个实体，每个实体是硬件类型或软件类型两者之一。为了冗余的目的，可以提供若干个实体，其中该实体中的至少两个可以是不同类型的。硬件以及软件都可以对高边开关的开关行为具有影响以及因此对流经负载的电流具有影响。硬件和软件可以（逻辑地和/或物理地）彼此连接。两个实体（硬件和软件）可以彼此监控。在实体之一中检测到错误的情况下，负载仍然被安全保的，因为电子熔断器的功能可以由另一个（无缺陷的）实体来提供。故障（例如错误、事故）可以被报告给监督实例。该监督实例可以决定怎样处理带有一个有缺陷的实体的电子熔断器的操作。例如，电子熔断器可以被激活、去激活、更换、维修等等。还有一种选择是实体中的至少一个可以被按需测试（例如独立于操作的实际模式）。在这样的测试期间，相应的另一实体可以提供熔断器的功能。图2示出了示范性电路，其包括具有软件实体202和硬件实体203的电子熔断器201。两个实体（软件202和硬件203）可以彼此监控（参见连接204）。逻辑205（包括例如控制或处理设备）驱动半导体开关206，例如，如PROFET那样的功率半导体开关。半导体开关206经由电线210和感测电阻器208（也被称为分流器）连接到负载207。半导体开关206将依赖负载的信号209供应给硬件203以及供应给软件202。作为一个选择，电阻208可以被提供，其将跨过所述电阻器208的电压（以及因此经过所述电阻器208的电流）供应给软件202。另一个选择可以是硬件203将信息供应给软件202。基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：－ 开关元件，－ 集成传感器，其提供信号，以及－ 电子熔断器，其布置为：　　－ 基于所述信号以及基于至少一个熔断特性来确定熔断条件，以及　　－ 在满足所述熔断条件的情况下触发熔断事件。

【技术特征摘要】
2014.10.20 US 14/5186851.一种设备，包括：
－开关元件，
－集成传感器，其提供信号，以及
－电子熔断器，其布置为：
　　－基于所述信号以及基于至少一个熔断特性来确定熔断条件，以及
　　－在满足所述熔断条件的情况下触发熔断事件。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述开关元件包括电子开关元件或机械开关元件。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子熔断器被布置为在所述熔断条件没有被满足的情况下不触发所述熔断事件。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述集成传感器是所述开关元件的部分。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述开关元件和所述集成传感器被布置在单个芯片上。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述开关元件是竖向元件，其包括：
－控制端子，
－第一端子，以及
－第二端子，
－其中所述第一端子和第二终端子经由应用到所述控制端子的信号而电耦合，以及
－其中所述控制端子和所述第一端子被布置在所述竖向元件的一侧上以及所述第二端子被布置在所述竖向元件的对侧处。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述开关元件包括如下中的至少一个：
－晶体管；
－MOSFET；
－IGBT；
－JFET；
－二极管；
－竖向元件；
－受保护的FET；
－高边开关元件；
－低边开关元件；或
－继电器。
8.根据权利要求1所述的设备，其中由所述集成传感器提供的信号是功率信号或基于功率的信号。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子熔断器包括至少一个实体，其中每个实体：
－基于所述信号以及基于至少一个熔断特性来确定所述熔断条件，以及
－在满足所述熔断条件的情况下触发所述熔断事件。
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【专利技术属性】
技术研发人员：M巴德，G凯泽，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE